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논문 기본 정보

자료유형
학위논문
저자정보

박신혜 (한림대학교, 한림대학교 대학원)

지도교수
강영희
발행연도
2016
저작권
한림대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수3

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

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세포 내 콜레스테롤 축적은 동맥경화증의 발달과정에서 매우 중요한 역할을 한다. 과도한 콜레스테롤 및 지질의 축적, 저산소성 스트레스와 다양한 염증성 신호전달체계는 대사성질환에서 소포체 스트레스를 유도한다. 지속적인 소포체 스트레스는 단백질 접힘 능력을 상실하고, 소포체에 비접힘 단백질을 축적하면서 결국에는 세포사멸을 유도한다. 대식세포의 사멸은 후기 동맥경화증 발달과정에서 매우 중요하며, 소포체스트레스와 산화스트레스를 포함하는 다양한 자극원에 의해 유발된다. 그러나 현재까지 약리학적 중요성과 다음의 현상 유발 기전에 대한 것은 알려져 있는 바가 없다. 본 연구에서 동맥경화증에 대한 효능
성분으로 사용한 물질은 꿀풀과 식물 (Lamiaceae family)인 자소엽 추출물을 사용하였고, 해당 추출물 및 유효 성분은 항알레르기 효과뿐만 아니라 항산화와 세포활동 억제제의 효능을 가진다고 알려져 있다. 본 연구에서는 해당 추출물에 함유된 유효 성분으로서 α-asarone의 효능 평가를 실시하였다. 따라서, 본 연구에서는 α-asarone을 포함하는 자소엽 (purple perilla frutescens) 추출물 (PPE)의 동맥경화증에 대한 억제 기전에 대한 연구를 네 가지 소주제로 나누어 진행하였다. 1) 세포의 콜레스테롤 유출 증가 효능에 대한 기전, 2) 세포의 소포체스트레스 억제 효능에 대한 기전, 3) 소포체스트레스로 매개되는 세포
사멸 억제 효능에 대한 기전, 4) oxysterol에 의한 손상으로 매개되는 autophagy 메커니즘의 활성화에 대한 연구에 대해 초점을 두어 실험을 진행하였다. 첫째로, 50 μg/ml 산화-시킨다.
Oxysterol은 대식세포의 사멸과 관련되어 동맥경화증을 유발하는 새로운 인자이다. 본 연구에서는 산화-저밀도지단백질의 oxysterol로의 대사체에서 대표적으로 7β-hydroxycholesterol을 선택해 사용하였다. 따라서 PPE에 존재하는 α-asarone의 7β-hydroxycholesterol을 유도한 대식세포의 세포사멸 억제 효과를 소포체스트레스 신호전달체계에 초점을 두어 연구하고자 한다. J774A1 대식세포에 28 μM 7β-hydroxycholesterol을 처리하고 1-10 μM α-asarone을 처리한다. 대식세포의 사멸과 소
포체스트레스는 α-asarone에 의해 조절되며, 7β-Hydroxycholesterol을 유도한 DNA 절단과 apoptosome의 형성을 억제한다. Oxysterol은 소포체 막에 존재하는 kinases인
IRE1α, PERK, ATF6를 활성화하며, caspase 12의 신호단계를 유도한다. α-Asarone은 ER membrane kinases의 활성화와 caspase 12의 신호 단계를 억제한다. 또한, 7β
-hydroxycholesterol는 IRE1α 활성화에 따른 TRAF2-ASK1-JNK1/2복합체를 활성화하고, α-asarone은 이러한 IRE1α로 매개된 신호전달체계를 억제한다. α-Asarone은 7β
-hydroxycholesterol에 의한 XBP1과 CHOP을 포함하는 소포체스트레스와 관련된 유전자의 전사 활성화를 억제한다. 따라서 α-asarone은 oxysterol로 유도되는 CHOP의 발현과 관련된 PERK와 ATF4의 신호체계를 억제한다. α-Asarone은 caspase의 활성화와 CHOP의 발현과 관련된 소포체스트레스의 특정 신호전달체계를 지연시킴으로써 7β-hydroxycholesterol로 유도된 대식세포의 사멸을 억제한다. 7β-Hydroxycholesterol은 translation initiation factor 2α (eIF2α) 인산화와 DNA damage-inducible protein (GADD34)의 발현을 유도하고, α-asarone은 이를 억제한다. 7β-Hydroxycholesterol을 처리한 군에서 α-asarone을 처리한 대식세포는 microtubule-associated protein 1 light chain 3 (LC3)의 전환과 autophagolysosome의 형성을 더 증가시킨다. 식이성분으로서의 α-asarone은 oxysterol로 유도된 소포체스트레스 하에서 phagophore nucleation에 관련된 beclin-1-Vps34의 발현과 LC3 lipidation과 결합된 autophagy related protein (ATG)12-ATG5-ATG16L의 형성을 촉진한다. α-Asarone은 autophagy와 관련된 p62의 분해를 촉진한다. 또한, siRNA를 통한
ATG5의 유전자 제거는 세포사멸 유도인자인 CHOP의 발현을 더 증가시킨다. 이 결과는 α-asarone은 대식세포에서 autophagy를 유도하고, 이것이 소포체스트레스와 연관된 대식
-세포의 사멸을 치료로 하는 다양한 타겟 치료제로서의 의미를 지닌다. 그러므로 본 연구의 최종 결과는 α-asarone을 유효성분으로 하는 자소엽추출물은 동맥경화증에 관련된 지질독성 신호전달계로 대식세포의 소포체스트레스를 억제하는 물질이며, oxysterol에 의한 소포체스트레스로 매개된 대식세포의 사멸을 억제하는 항죽상동맥경화증 억제 효능 물질이다.

목차

Contenti
List of Figures ⅴ
Chapter Ⅰ
Purple Perilla extracts allay ER stress in lipid-laden macrophages 1
Abstract 2
Introduction 3
Materials and methods 5
Materials 5
Preparation of purple perilla extracts 5
Preparation of human plasma LDL and oxidation 6
Macrophage culture and viability 6
DNA laddering 7
Hoechst 33258 staining 7
Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling (TUNEL) assay 7
Western blot analysis 8
RT-PCR analysis 8
Immunocytochemical analysis 9
Data analysis 9
Results 10
Inhibitory effect of PPE on ER stress-induced apoptosis 10
Attenuation of ATF6 activation and BiP/GRP78 induction by PPE 12
Blockade of XBP1 induction by PPE 14
Suppressive effect of PPE on oxidized LDL induced-ER stress 17
Retrieval of protein folding activity by PPE 20
Discussion 22
References 25
Chapter Ⅱ
Purple perilla extract and α-asarone enhance cholesterol efflux from lipid-laden macrophages 30
Abstract 31
Introduction 32
Materials and methods 35
Materials 35
Preparation and oxidation of human plasma LDL 35
PPE preparation and identification of α-asarone 36
Cell culture and Oil Red O staining 37
Western blot analysis 37
Cholesterol efflux assay 38
RT-PCR analysis 38
Data analysis 39
Results 40
Blockade of SR-B1 induction and foam cell formation by PPE 40
Up-regulation of ABCA1 and ABCG1 expression and
cholesterol efflux by PPE 42
Augmentation of ABCA1 expression induced by LXR 44
Increase in PPARγ expression by PPE 46
Induction of ABCA1 by PPE-α-asarone 48
Down-regulationg of lipid uptake by PPE-α-asarone 50
Discussion 52
References 56
Chapter III
Dietary compound α-asarone ameliorates ER stress-mediated apoptosis in oxysterol-challenged macrophages 60
Abstract 61
Introduction 62
Materials and methods 65
Materials 65
Macrophage culture and cytotoxicity 65
Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end
labeling (TUNEL) assay 66
Immunocytochemical analysis 66
Western blot analysis 67
Isolation of mitochondrial fractions 67
Dual-luciferase reporter assay 68
Real-time PCR and RT-PCR 68
TRAF2 small interfering RNA transfection 69
Data analysis 69
Results 71
Inhibitory effect of α-asarone on oxysterol-induced apoptosis 71
Attenuation of apoptosome formation by α-asarone 73
Inhibition of caspase 12 activation by α-asarone 76
Diminution of IRE1α downstream signaling by α-asarone 78
Inhibitory effect of α-asarone on XBP1 induction 80
Alleviation of IRE1α-JNK1/2 signaling by α-asarone 82
Suppression of PERK-ATF4 pathway by α-asarone 84
Discussion 86
References 92
Chapter Ⅳ
Dietary compound α-Asarone ameliorates 7β-hydroxycholesterol-induced macrophage injury through blocking eIF2α phosphorylation and prompting beclin-1 dependent autophagy 99
Abstract 100
Introduction 101
Materials and methods 104
Materials 104
Cell culture 104
ER isolation 105
Western blot analysis 105
Autophagolysosome staining 106
RT-PCR and real-time PCR analyses 106
ATG5 small interfering RNA (siRNA) transfection 107
Data analysis 107
Results 108
Inhibition of eIF2α phosphorylation and GADD34 expression by α-asarone 108
Autophagolysosome formation by α-asarone 110
Promotion of autophagy initiation by α-asarone 112
Elevation of LC3 lipidation and p62/SQSTM1 induction by α-asarone 115
α-Asarone potentiation of ATG protein induction
by 7β-hydroxycholesterol 118
Discussion 121
References 126
국문초록 133

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